JP2513654B2 - Image coding device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、多値画像データをブロック毎に符号化する
画像符号化装置に関するものである。The present invention relates to an image encoding device that encodes multi-valued image data for each block.
[従来の技術] 従来、画像データの圧縮方法として、ベクトル量子化
の方法がある。これは2次元画像データをm×mの画素
ブロック単位で1つのコード・データに変換して圧縮す
るもので、高い圧縮率が得られるとともに復号が高速に
でき、更には画像のアドレスが保存される等の特徴があ
るが、その反面m×mに分割して符号化するため、m×
m単位のテキスチヤー構造(モアレ)が出やすい等の欠
点があった。[Prior Art] Conventionally, as a compression method of image data, there is a vector quantization method. This is to convert two-dimensional image data into one code data in m × m pixel block unit and compress it. A high compression rate can be obtained, decoding can be performed at high speed, and the image address is saved. However, since it is divided into m × m for encoding, m × m
There is a defect that a texture structure (moire) of m units is likely to appear.
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、ブロッ
ク相互間の相関を利用して、画像データの符号化による
画像の劣化を抑制しつつ、画像データの圧縮率を高めて
符号化する画像符号化装置を提供することを目的とす
る。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and utilizes the correlation between blocks to suppress image deterioration due to image data encoding and image data. It is an object of the present invention to provide an image encoding device that encodes by increasing the compression rate of.
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明の画像符号化装置は
以下のような構成を備える。即ち、 多値画像データをブロック毎に入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された多値画像データの平均
値をブロック毎に算出する平均値演算手段と、 前記平均値演算手段により算出されたブロック毎の平
均値を用いて、前記ブロック毎の多値画像データを2値
化することにより前記ブロック毎のパターンデータを出
力する2値化手段と、 前記ブロック毎のパターンデータに応じたパターンコ
ードを前記ブロック毎に選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された前記ブロック毎のパタ
ーンコードを記憶する記憶手段と、 前記選択手段により選択された前記パターンコードに
基づき前記ブロック毎の符号化を行う符号化手段とを有
する。[Means for Solving Problems] In order to achieve the above object, the image coding apparatus of the present invention has the following configuration. That is, input means for inputting multi-valued image data for each block, average value calculation means for calculating an average value of the multi-valued image data input by the input means for each block, and calculation by the average value calculation means. A binarizing means for binarizing the multi-valued image data for each block using the average value for each block and outputting pattern data for each block; and a pattern corresponding to the pattern data for each block. Selecting means for selecting a code for each block; storage means for storing a pattern code for each block selected by the selecting means; and encoding for each block based on the pattern code selected by the selecting means And encoding means for performing.
[作用] 以上の構成において、入力された多値画像データの平
均値をブロック毎に算出し、その算出されたブロック毎
の平均値を用いて、ブロック毎の多値画像データを2値
化することによりブロック毎のパターンデータを出力
し、選択手段は、そのブロック毎のパターンデータに応
じたパターンコードをブロック毎に選択して対象ブロッ
クのパターンコードを選択する際に、記憶手段に記憶さ
れたその対象ブロックの隣接ブロックのパターンコード
に対応するパターンデータに基づき抽出されたパターン
データと、その対象ブロックのパターンデータとの距離
を計算し、最小距離のパターンデータに対応するパター
ンコードを、その対象ブロックのパターンコードとして
選択する。こうして選択されたパターンコードに基づい
てブロック毎に符号化が行われる。[Operation] In the above configuration, the average value of the input multi-valued image data is calculated for each block, and the calculated multi-valued image data for each block is binarized. Thus, the pattern data for each block is output, and the selecting means stores the pattern code according to the pattern data for each block for each block to store the pattern code of the target block, which is stored in the storage means. The distance between the pattern data extracted based on the pattern data corresponding to the pattern code of the adjacent block of the target block and the pattern data of the target block is calculated, and the pattern code corresponding to the pattern data of the minimum distance is set to the target. Select as the block pattern code. Coding is performed for each block based on the pattern code selected in this way.
[実施例] 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[階調データの符号化説明(第1図〜第3図)] 第1図は本実施例の機能ブロツク図である。[Description of Encoding of Gradation Data (FIGS. 1 to 3)] FIG. 1 is a functional block diagram of this embodiment.
100は画像データを入力し、第2図に示す4×4の画
素マトリクスに分解する入力部である。ここで第2図の
各画素a(0,0)〜a(3,3)はそれぞれ8ビツトの単色
の画像とする。An input unit 100 inputs image data and decomposes it into a 4 × 4 pixel matrix shown in FIG. Here, each pixel a (0,0) to a (3,3) in FIG. 2 is an 8-bit monochromatic image.
第3図は本実施例により符号化された16ビツトデータ
で、この場合の圧縮比は16ビツト/(8ビツト×16(画
素))=1/8となる。符号化された16ビツトデータの30
は8ビツトの階調データ(GREY)で、31は8ビツトの解
像力データ(SHAPE)である。FIG. 3 shows 16-bit data encoded by this embodiment, and the compression ratio in this case is 16 bits / (8 bits × 16 (pixels)) = 1/8. 30 of 16 bit data encoded
Is the 8-bit gradation data (GREY) and 31 is the 8-bit resolution data (SHAPE).
階調データ30の求め方を以下に説明する。 How to obtain the gradation data 30 will be described below.
入力部100により4×4のマトリクスに分割された画
素データが入力されると、平均演算部101で4×4画素
の平均値が下式に従つて求められる。When the pixel data divided into the 4 × 4 matrix is input by the input unit 100, the average calculation unit 101 obtains the average value of 4 × 4 pixels according to the following equation.
また分散値演算部102では、 により分散値が求められる。GREY符号化部103ではこの
平均値Aを6ビツト、分散値を2ビツトに量子化して符
号化を行う。 In the variance value calculation unit 102, The dispersion value is obtained by The GREY coding unit 103 quantizes the average value A into 6 bits and the variance value into 2 bits to perform coding.
尚、この階調データ30の計算は上述の方法に限定され
るものでなく、例えば画素マトリクスの最大値と最小値
の組合わせのうち出現頻度の高い組合わせをコード化し
て記憶するようにしても良い。Note that the calculation of the gradation data 30 is not limited to the above-described method. For example, a combination having a high appearance frequency among combinations of the maximum value and the minimum value of the pixel matrix is coded and stored. Is also good.
[解像力データの符号化説明(第1図、第4図〜] 以下、第3図の解像度データ31の求め方について説明
する。[Description of Encoding of Resolution Data (FIGS. 1 and 4)] Hereinafter, a method of obtaining the resolution data 31 of FIG. 3 will be described.
第1図の2値化部104は平均演算部101よりの平均値A
をもとに画素マトリクスを2値化する。これは例えば第
4図(A)の画素マトリクスが入力されると、平均値演
算部101により求められた画素の平均値は103.8となる。
この平均値をもとに2値化を行つたのが第4図(B)の
2値化パターンである。このパターンは16ビツト(6553
6通り)の値をとり得るが、これを更に縮小して8ビツ
ト(256通り)に符号化する。The binarization unit 104 in FIG.
The pixel matrix is binarized based on For example, when the pixel matrix of FIG. 4A is input, the average value of the pixels calculated by the average value calculation unit 101 is 103.8.
The binarization pattern of FIG. 4B is obtained by binarizing based on this average value. This pattern is 16 bits (6553
6 values) can be taken, but this value is further reduced and encoded into 8 bits (256 values).
第5図は記憶部105に記憶されている8ビツトのパタ
ーンの出現の状態(即ち256通り)のうちの一部を表わ
したもので、画像の統計的性質を考慮して出現頻度の高
いパターンから選択して示されている。FIG. 5 shows a part of the appearance states (that is, 256 ways) of the 8-bit pattern stored in the storage unit 105. The pattern having a high appearance frequency in consideration of the statistical properties of the image. Shown to choose from.
前述の第4図(B)の如く2値化された16ビツトの画
像データの2値化パターンに近いパターンを、この256
通りのパターンから選択するわけであるが、従来は単な
る後述する距離最小のパターンを選択していたため、前
後、左右のブロツクの解像度データとの不連続性が生
じ、これにより画質劣化やテキスチヤー構造の発生を招
いていた。A pattern similar to the binary pattern of 16-bit image data binarized as shown in FIG.
However, in the past, the pattern with the minimum distance, which will be described later, was selected, which causes discontinuity with the resolution data of the front, rear, left, and right blocks, which causes the deterioration of image quality and the texture structure. It was causing the outbreak.
従つて、記憶部105より符号化しようとしているブロ
ツク60の前ラインのブロツク61及び同一ラインの前置ブ
ロツク62を読み出し、解像度データの連続性を考慮して
ブロツク60を符号化する。これを示したのが第6図であ
る。Therefore, the block 61 on the preceding line and the preceding block 62 on the same line of the block 60 to be encoded are read from the storage unit 105, and the block 60 is encoded in consideration of the continuity of resolution data. This is shown in FIG.
第7図(A)(B)は制御部106の指示によりる記憶
部105より読出されたパターンを示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing patterns read from the storage unit 105 according to an instruction from the control unit 106.
第7図(A)のパターン62は同一ラインの前置ブロツ
クで、このパターンは第5図のパターン分類ではパター
ン10に相当している。70はブロツク62のパターンに対し
て連続となるパターン群の一部を示したもので、( )
内はパターン分類番号を示している。The pattern 62 in FIG. 7 (A) is a front block on the same line, and this pattern corresponds to the pattern 10 in the pattern classification of FIG. 70 shows a part of a pattern group which is continuous with the pattern of the block 62.
In the figure, the pattern classification number is shown.
同様に第7図(B)は前ラインのブロツク61が第5図
のパターン分類2に相当しており、ブロツク61のパター
ンに対して連続となるパターン群の一部として71のパタ
ーン群が示されている。Similarly, in FIG. 7 (B), the block 61 on the previous line corresponds to the pattern classification 2 in FIG. 5, and 71 pattern groups are shown as a part of the pattern group continuous to the pattern of the block 61. Has been done.
これにより連続となるパターンは、 ブロツク62に対して、 パターン分類(コード)=10,18,25,46,… ブロツク61に対して、 パターン分類(コード)=2,18,40,46,… となる。 As a result, continuous patterns are obtained for block 62, pattern classification (code) = 10,18,25,46, ... For block 61, pattern classification (code) = 2,18,40,46, ... Becomes
尚、前述の候補となるパターンコードは、各パターン
に対して予めリストが作成されて記憶部105に記憶され
ており、例えば前ラインのブロツク61の場合、 パターン1の連続パターンとして; 13,21,33,98… パターン2の連続パターンとして; 14,23,36,72… ・・・・・ ・・・・・ 前置ブロツク62の場合、 パターン1の連続パターンとして; 1,4,5,12,13… パターン2の連続パターンとして; 1,4,5,12,13… ・・・・・・ ・・・・・・ という様なリストが作成されて記憶されているものと
する。The above-mentioned candidate pattern codes are prepared in advance as a list for each pattern and stored in the storage unit 105. For example, in the case of the block 61 of the previous line, it is a continuous pattern of pattern 1; , 33,98 ... As a continuous pattern of pattern 2; 14,23,36,72 ... ・ ・ ・ ・ ・ In the case of front block 62, as a continuous pattern of pattern 1, 1,4,5, 12,13 ... As a continuous pattern of pattern 2, it is assumed that a list such as 1,4,5,12,13 ...
従つてブロツク61,62に対する共通のパターンとし
て、パターン18,46…が得られる。Therefore, patterns 18, 46 ... Are obtained as common patterns for the blocks 61, 62.
次に制御部106と計算部107とにより、複数の選択され
た共通のパターンと、2値化部104により2値化された
パターンとの距離計算を行つて最も距離の小さいパター
ンを選択する。即ちブロツク60のパターンと候補パター
ン18,46…との画素毎の比較を下式に従つて行う。Next, the control unit 106 and the calculation unit 107 calculate the distance between the plurality of selected common patterns and the pattern binarized by the binarization unit 104, and select the pattern with the smallest distance. That is, the pattern of the block 60 and the candidate patterns 18, 46 ... Are compared for each pixel according to the following equation.
但し、は排他的論理和、aA(i,j)はブロツク61の
画素データ、aX(i,j)はブロツク62の画素データを示
す。これによりパターン18との比較ではL=0、パター
ン46との比較ではL=1となる。よつて距離最小のパタ
ーンとしてパターン18が選択される。 Here, is the exclusive OR, a A (i, j) is the pixel data of the block 61, and a X (i, j) is the pixel data of the block 62. As a result, L = 0 in comparison with the pattern 18 and L = 1 in comparison with the pattern 46. Therefore, the pattern 18 is selected as the pattern with the smallest distance.
第8図はパターン18が選択された状態を示し、図をみ
て解る如く解像度データが連続したものとなり、文字・
線画の連続性が向上して画質が良くなつていることが解
る。Fig. 8 shows the state where pattern 18 is selected. As you can see from the figure, the resolution data becomes continuous, and
It can be seen that the continuity of the line drawing is improved and the image quality is improved.
この様にして解像度データが8ビツトに符号化されて
符号化コード出力部108に出力されると、GREY符号化部1
03よりの階調データの符号化されたコード(8ビツト)
を共に16ビツトに構成されて出力される。In this way, when the resolution data is encoded into 8 bits and output to the encoded code output unit 108, the GREY encoding unit 1
Encoded code of gradation data from 03 (8 bits)
Both are configured to 16 bits and output.
[パターンの比較及びコード化手順の説明(第9図、第
10図)] 第9図は制御部106と記憶部105の構成図である。[Explanation of pattern comparison and coding procedure (see FIG. 9, FIG.
(FIG. 10)] FIG. 9 is a configuration diagram of the control unit 106 and the storage unit 105.
図中、90は第10図のフローチヤートで示されたROM91
の制御プログラムに従つて後述する各種動作を行うCPU
である。92はCPU90のワークエリアとしてのRAMである。
93は第5図に示すパターンデータを記憶しているテーブ
ルメモリ、94は2値化部104より各ライン毎のパターン
データを入力してコード情報で記憶するメモリである。In the figure, 90 is the ROM 91 shown in the flow chart of FIG.
CPU that performs various operations described below according to the control program of
Is. 92 is a RAM as a work area of the CPU 90.
Reference numeral 93 is a table memory for storing the pattern data shown in FIG. 5, and 94 is a memory for inputting the pattern data for each line from the binarizing unit 104 and storing it as code information.
第10図は本実施例のCPU90の解像度データの符号化処
理を示すフローチヤートである。FIG. 10 is a flow chart showing the encoding process of the resolution data of the CPU 90 of this embodiment.
ステツプS1で2値化部104より2値化パターンのコー
ドを入力する。ステツプS2では、第6図に示す様にメモ
リ94より前ラインのブロツク61と前置ブロツク62のコー
ドを読出す。ステツプS3ではブロツク61の連続するパタ
ーンのコードをテーブルメモリ93より読出し、同様にス
テツプS4ではブロツク62の連続するパターンのコードを
読出す。ステツプS5ではステツプS3で得られたコードと
ステツプS4で得られたコードの共通コードを抽出し、ス
テツプS6で計算部107に、2値化部104よりの当該2値マ
トリクスパターンとステツプS5で得られたコードに対応
するパターンを与え、それらパターン間の距離計算を行
う。In step S1, the code of the binarization pattern is input from the binarization unit 104. In step S2, the codes of the block 61 and the front block 62 on the previous line are read from the memory 94 as shown in FIG. In step S3, the code of the continuous pattern of the block 61 is read from the table memory 93, and similarly, in step S4, the code of the continuous pattern of the block 62 is read. At step S5, the common code of the code obtained at step S3 and the code obtained at step S4 is extracted, and at step S6 the calculation unit 107 obtains the binary matrix pattern from the binarization unit 104 and at step S5. The patterns corresponding to the generated codes are given, and the distance between the patterns is calculated.
ステツプS7で距離が最小であるパターンを選択し、ス
テツプS8でそのパターンデータのコードに従つてコード
化を行う。次にステツプS9で97を介して符号化コード出
力部108に、解像度データを符号化した8ビツトコード
を出力して処理を終了する。In step S7, a pattern having the smallest distance is selected, and in step S8, coding is performed according to the code of the pattern data. Then, in step S9, the 8-bit code obtained by encoding the resolution data is output to the encoded code output unit 108 via 97, and the process is terminated.
以上述べた如く本実施例によれば、テキスチヤー構造
の少ない(ブロツク構造の出にくい)画像データの符号
化方式が提供出来た。As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an image data encoding method with a small texture structure (a block structure is hard to appear).
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ブロツク相互間
の相関を利用して、画像データの符号化による画像の劣
化を抑制しつつ、画像データの圧縮率を高めて符号化で
きるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the correlation between blocks is utilized to suppress the deterioration of the image due to the encoding of the image data, and to increase the compression rate of the image data to perform the encoding. The effect is that you can do it.
第1図は本実施例の機能ブロツク図、 第2図は4×4の画素マトリクスの構成を示す図、 第3図は本実施例により符号化された16ビツトコードを
示す図、 第4図(A)は画素マトリクスの一例を示す図、 第4図(B)は第4図(A)の画素マトリクスを2値化
した例を示す図、 第5図は8ビツトパターンの出現状態の一部を示す図、 第6図は解像度データの連続性を考慮した図、 第7図(A)(B)は連続パターン抽出の一例を示す
図、 第8図は連続性を考慮したパターンの選択結果を示す
図、 第9図は制御部と記憶部のブロツク図、 第10図は制御部における解像度データの符号化処理を示
すフローチヤートである。 図中、30……階調データ、31……解像度データ、60……
注目画素マトリクス、61……前ライン画素マトリクス、
62……前置画素マトリクス、90……CPU、91……ROM、92
……RAM、93……テーブルメモリ、94……メモリ、100…
…入力部、101……平均演算部、102……分散値演算部、
103……GREY符号化部、104……2値化部、105……記憶
部、106……制御部、107……計算部、108……符号化コ
ード出力部である。FIG. 1 is a functional block diagram of this embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the structure of a 4 × 4 pixel matrix, FIG. 3 is a diagram showing a 16-bit code encoded by this embodiment, and FIG. A) is a diagram showing an example of a pixel matrix, FIG. 4B is a diagram showing an example of binarizing the pixel matrix of FIG. 4A, and FIG. 5 is a part of the appearance state of an 8-bit pattern. FIG. 6, FIG. 6 is a diagram in which continuity of resolution data is considered, FIGS. 7 (A) and (B) are diagrams illustrating an example of continuous pattern extraction, and FIG. 8 is a pattern selection result in consideration of continuity. FIG. 9 is a block diagram of the control unit and the storage unit, and FIG. 10 is a flow chart showing the encoding process of the resolution data in the control unit. In the figure, 30 …… gradation data, 31 …… resolution data, 60 ……
Pixel matrix of interest, 61 …… Pixel matrix of previous line,
62 …… Prefixed pixel matrix, 90 …… CPU, 91 …… ROM, 92
... RAM, 93 ... Table memory, 94 ... Memory, 100 ...
... Input unit, 101 ... Average calculation unit, 102 ... Dispersion value calculation unit,
103 ... GREY encoding unit, 104 ... Binarization unit, 105 ... Storage unit, 106 ... Control unit, 107 ... Calculation unit, 108 ... Encoding code output unit.
Claims (1)
力手段と、 前記入力手段により入力された多値画像データの平均値
をブロック毎に算出する平均値演算手段と、 前記平均値演算手段により算出されたブロック毎の平均
値を用いて、前記ブロック毎の多値画像データを2値化
することにより前記ブロック毎のパターンデータを出力
する2値化手段と、 前記ブロック毎のパターンデータに応じたパターンコー
ドを前記ブロック毎に選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された前記ブロック毎のパター
ンコードを記憶する記憶手段と、 前記選択手段により選択された前記パターンコードに基
づき前記ブロック毎の符号化を行う符号化手段とを有
し、 前記選択手段は対象ブロックのパターンコードを選択す
る際に、前記記憶手段に記憶された前記対象ブロックの
隣接ブロックのパターンコードに対応するパターンデー
タに基づき抽出されたパターンデータと、前記対象ブロ
ックのパターンデータとの距離を計算し、最小距離のパ
ターンデータに対応するパターンコードを前記対象ブロ
ックのパターンコードとして選択することを特徴とする
画像符号化装置。1. Input means for inputting multi-valued image data for each block; average value calculation means for calculating an average value of the multi-valued image data input by the input means for each block; and said average value calculation means. Binarizing means for outputting the pattern data for each block by binarizing the multivalued image data for each block using the average value for each block calculated by Selecting means for selecting a corresponding pattern code for each block, storing means for storing the pattern code for each block selected by the selecting means, and for each block based on the pattern code selected by the selecting means And a coding unit that performs coding of, the selecting unit stores in the storage unit when selecting a pattern code of a target block. The distance between the pattern data extracted based on the stored pattern data corresponding to the pattern code of the adjacent block of the target block and the pattern data of the target block is calculated, and the pattern code corresponding to the pattern data of the minimum distance is calculated. An image coding apparatus, wherein the image coding apparatus is selected as a pattern code of the target block.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30836986A JP2513654B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Image coding device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP30836986A JP2513654B2 (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Image coding device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS63164572A JPS63164572A (en) | 1988-07-07 |
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EP0443114A3 (en) * | 1990-02-23 | 1993-12-15 | Ibm | Methods and apparatus for image-data decompression |
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1986
- 1986-12-26 JP JP30836986A patent/JP2513654B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPS63164572A (en) | 1988-07-07 |
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